基于以太网的数控车间集成控制与管理技术研究
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摘要
针对某厂精密机加车间的实际需要，本文设计并建造了一种基于以太网的能实现数控车间集成控制与管理的柔性化制造系统。
柔性化制造系统主要由局域网、数控车间DNC集成控制系统、车间生产管理信息系统和产品工艺设计系统等组成。
本文主要介绍了数控车间DNC集成控制系统的关键技术及软、硬件系统设计。本文设计了一种新的基于以太网的异构数控系统联网方案，并且设计出用于联网通讯的通讯控制器。本文介绍了实现柔性化制造系统所需的网络及数据库支撑环境，还介绍了用Visual Basic开发工具开发的用于各子系统的应用软件，系统软件包括产品工艺设计、生产管理信息和数控机床联网通讯管理等。
本系统投入使用后，运行稳定、实用可靠，具有技术先进、集成方便、功能强、投资少、收效快等特点，提高了车间的制造与管理水平，值得在国内广泛推广使用。
In this paper, flexible manufacturing system based on Ethernet, which has integrated control and management functions, is analyzed and built for the actual requirement of fine machining shop.
Flexible manufacturing system is mainly composed of local area network, numerical control workshop's integrated control system, workshop's production management information system, and processing design integrated system.
This paper mainly introduces the key technology and the software and hardware system's design of numerical control workshop's DNC integrated control system. A new networking project based on Ethernet for different numerical control systems and communication controller for network communication are designed in this paper. This paper introduces network and database management System and some application software developed with Visual Basic for the subsystems, which includes processing design integrated system, production management information and communication management of NC machine and so on.
This system is practical, reliable, which works stably, uses advanced technology, and has powerful function, little money invested and rapid return, which improves the level of workshop's manufacturing and management and is deserved to use everywhere in our nation.
柔性化制造系统主要由局域网、数控车间DNC集成控制系统、车间生产管理信息系统和产品工艺设计系统等组成。
本文主要介绍了数控车间DNC集成控制系统的关键技术及软、硬件系统设计。本文设计了一种新的基于以太网的异构数控系统联网方案，并且设计出用于联网通讯的通讯控制器。本文介绍了实现柔性化制造系统所需的网络及数据库支撑环境，还介绍了用Visual Basic开发工具开发的用于各子系统的应用软件，系统软件包括产品工艺设计、生产管理信息和数控机床联网通讯管理等。
本系统投入使用后，运行稳定、实用可靠，具有技术先进、集成方便、功能强、投资少、收效快等特点，提高了车间的制造与管理水平，值得在国内广泛推广使用。
In this paper, flexible manufacturing system based on Ethernet, which has integrated control and management functions, is analyzed and built for the actual requirement of fine machining shop.
Flexible manufacturing system is mainly composed of local area network, numerical control workshop's integrated control system, workshop's production management information system, and processing design integrated system.
This paper mainly introduces the key technology and the software and hardware system's design of numerical control workshop's DNC integrated control system. A new networking project based on Ethernet for different numerical control systems and communication controller for network communication are designed in this paper. This paper introduces network and database management System and some application software developed with Visual Basic for the subsystems, which includes processing design integrated system, production management information and communication management of NC machine and so on.
This system is practical, reliable, which works stably, uses advanced technology, and has powerful function, little money invested and rapid return, which improves the level of workshop's manufacturing and management and is deserved to use everywhere in our nation.
引文
1 许兴华，马铭辰，陶利言．集成DNC在设计制造集成系统中的应用．北京：制造业自动化，2002，8：14～15，19．
2 许兴华．项目方案设计报告．中国兵器工业第五五研究所．长春，2002，5．
3 范逸之，陈立元．Delphi与RS-232串行通信控制．北京：清华大学出版社，2002．
4 王毅栋，楼佩煌，范兴柱．DNC信息采集系统研究与开发．制造业自动化，2002，1：43～45．
5 毕承恩．现代数控机床．北京：机械工业出版社，1991．
6 张旭梅，刘飞．基于集成DNC技术的车间运行模式．中国机械工程，1999，3：321～323．
7 张旭梅，杨萍．DNC中数控系统的集成方法研究．制造技术与机床，1998，3：17～18．
8 包可进．一种使用的单片机系统的RS232接口．电子技术应用．1997，2：41～42
9 鲁士文．认识和使用TCP／IP．北京：电子工业出版社，1998．
10 庄熙星．基于网络的柔性DNC系统的设计与实现．机械设计与制造工程，28(1)．
11 白英彩，唐冶文，余巍．计算机集成制造系统—CIMS概论，北京：清华大学出版社，1997
12 Terry Ogletree 著，袁静，梁进君等译．网络技术金典．第二版．北京：电子工业出版社，2001．
13 李鸿斌，何海志．柔性制造技术的现状及发展趋势．桂林航天工业高等专科学校学报．2000，2：27～30．
14 孙大永，屈贤明，张松滨．先进制造技术．北京：机械工业出版社，2000．
15 何立民．单片机应用系统设计系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1992．
16 邓宏筹．面向21世纪的柔性制造技术．中国工程科学，2000，9：12～23．
17 张友德，赵志英，涂时亮．单片微型机原理、应用与实验．上海：复旦大学出版社，1995．．
18 RobThayer 著，曾湘宁，方凌等译．Visual Basic 6 揭秘．电子工业出版社．1999，10(1)．
19 周轶峰，杨建新，郑沛等．Visual Basic 6.0 实用编程技术．北京：中国水利水电出版社，1999．
20 李罡，丁莉．Visual Basic 6.0 中文版编程实例详解．北京：科学出版社．1999．
21 F.T.S.Chan, H.K.Chan, H.C.W.Lau. The State of the Art in Simulation Study on FMS Scheduling: A Comprehensive Survey. Advanced manufacturing Technology, 2002,19:830～849.
22 P.Aravindan, M.Punniyamoorthy. Justification of Advanced Manufacturing technologies(AMT). Advanced Manufacturing Technology, 2002,19:151～156.
23 A.A.Altumi, A.M.Philipose, S.M.Taboun. Reliability Optimisation of Flexible Manufacturing Systems with Spare Tooling. Advanced Manufacturing Technology, 2001,17:69～77.
24 S.Lee, S.H.Lee, K.C.Lee, J.W.Choi. Performance Management of Communication Networks for Computer Integrated Manufacturing. Advanced Manufacturing Technology, 2001,18:764～770.
25 P.Y.L.Tu, R.Yam, P.Tse. An Integrated Maintenance Mangement System for an Advanced Manufacturing Company. Advanced Manufacturing Technology, 2001,17:692～703
26 A.Gunasekaran, K.Thevarajah. Implications of Computer-Integrated Manufacturing in Small and Medium Enterprises:An Empirical Investigation. Advanced Manufacuturing Technology, 1999,15:251～260.
27 H.C.Chang, F.F.Chen. A Dynamic Programming Based Process Planning Selection Strategy Considering Utilisation of machines. Adanced Manufacturing Technology, 2002,19:97～105.
28 Tao Cheng, Jie Zhang, Chunhua Hu. Intelligent Machine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment. Advanced Manufacturing Technology, 2001,17:221～232.
29 M.Paz Barroso, J.R.Wilson. Human Error and Disturbance Occurrence in Manufacturing Systems(HEDOMS): A Framework and a Toolkit for Practical Analysis. Cognition Technology & Work, 2000,2:51～61.
30 李华等编著．MCS-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1993年．
31 王同胜等．计算机技术及应用基础．天津：天津大学出版社，1998．
32 董逸生，王茜，姜浩．CIMS中的数据库技术．北京：机械工业出版社，1996．
33 谢希仁．计算机网络．北京：电子工业出版社，1999．
34 周焕明．数控加工车间集成制造技术应用．航空制造技术，2001(增刊)，12～16．
35 林胜．综合集成制造技术研究与实践．航空制造技术，2001(增刊)，17～22．
36 王毅栋，闫凯果，孙国梓等．DNC信息系统中串行通信技术的研究与开发 http:www.intelligencechina.com
37 李健，刘飞．基于网络的先进制造技术 http://www.e-works.net.cn/ewkArticles/Category65/Article5780.htm
38 王宝友．先进制造技术的系统整体性及其发展动态 http://www.e-works.net.cn/ewkArticles/Category86/Article10706.htm
39 现代制造技术中数控设备的联网集成 http://www.cncol.com/xngc/xdzzlwjc.asp
40 孙庆鸿．面临21世纪的机械制造业高新技术发展 http://www.e-works.net.cn/zhuanti/m17.htm
41 但斌，刘飞，尹超．CIMS应用工程网络系统建设中的系统工程问题研究 http://www.info.cims.edu.cn/organization/1101.htm
42 数字化制造是先进制造技术的核心技术 http://www.info.cims.edu.cn/organization/0901.htm
43 王章豹，刘光复，王厚宽．1999发达国家先进制造技术发展趋势述要 http://www.info.cims.edu.cn/organization/011001.htm
44 孙家广．先进制造与自动化技术发展战略的思考 http://www.info.cims.edu.cn/organization/0205.htm
45 Peter Zelinski. 面向扩展的DNC. Modern Machine Shop http://www.industrysourcing.com/artiles/S-MW/0209/cutting1.htm
46 熊有伦，吴波，丁汉．新一代制造系统理论及建模．中国机械工程．2000，11：49～52
2 许兴华．项目方案设计报告．中国兵器工业第五五研究所．长春，2002，5．
3 范逸之，陈立元．Delphi与RS-232串行通信控制．北京：清华大学出版社，2002．
4 王毅栋，楼佩煌，范兴柱．DNC信息采集系统研究与开发．制造业自动化，2002，1：43～45．
5 毕承恩．现代数控机床．北京：机械工业出版社，1991．
6 张旭梅，刘飞．基于集成DNC技术的车间运行模式．中国机械工程，1999，3：321～323．
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11 白英彩，唐冶文，余巍．计算机集成制造系统—CIMS概论，北京：清华大学出版社，1997
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14 孙大永，屈贤明，张松滨．先进制造技术．北京：机械工业出版社，2000．
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17 张友德，赵志英，涂时亮．单片微型机原理、应用与实验．上海：复旦大学出版社，1995．．
18 RobThayer 著，曾湘宁，方凌等译．Visual Basic 6 揭秘．电子工业出版社．1999，10(1)．
19 周轶峰，杨建新，郑沛等．Visual Basic 6.0 实用编程技术．北京：中国水利水电出版社，1999．
20 李罡，丁莉．Visual Basic 6.0 中文版编程实例详解．北京：科学出版社．1999．
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23 A.A.Altumi, A.M.Philipose, S.M.Taboun. Reliability Optimisation of Flexible Manufacturing Systems with Spare Tooling. Advanced Manufacturing Technology, 2001,17:69～77.
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26 A.Gunasekaran, K.Thevarajah. Implications of Computer-Integrated Manufacturing in Small and Medium Enterprises:An Empirical Investigation. Advanced Manufacuturing Technology, 1999,15:251～260.
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28 Tao Cheng, Jie Zhang, Chunhua Hu. Intelligent Machine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment. Advanced Manufacturing Technology, 2001,17:221～232.
29 M.Paz Barroso, J.R.Wilson. Human Error and Disturbance Occurrence in Manufacturing Systems(HEDOMS): A Framework and a Toolkit for Practical Analysis. Cognition Technology & Work, 2000,2:51～61.
30 李华等编著．MCS-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1993年．
31 王同胜等．计算机技术及应用基础．天津：天津大学出版社，1998．
32 董逸生，王茜，姜浩．CIMS中的数据库技术．北京：机械工业出版社，1996．
33 谢希仁．计算机网络．北京：电子工业出版社，1999．
34 周焕明．数控加工车间集成制造技术应用．航空制造技术，2001(增刊)，12～16．
35 林胜．综合集成制造技术研究与实践．航空制造技术，2001(增刊)，17～22．
36 王毅栋，闫凯果，孙国梓等．DNC信息系统中串行通信技术的研究与开发 http:www.intelligencechina.com
37 李健，刘飞．基于网络的先进制造技术 http://www.e-works.net.cn/ewkArticles/Category65/Article5780.htm
38 王宝友．先进制造技术的系统整体性及其发展动态 http://www.e-works.net.cn/ewkArticles/Category86/Article10706.htm
39 现代制造技术中数控设备的联网集成 http://www.cncol.com/xngc/xdzzlwjc.asp
40 孙庆鸿．面临21世纪的机械制造业高新技术发展 http://www.e-works.net.cn/zhuanti/m17.htm
41 但斌，刘飞，尹超．CIMS应用工程网络系统建设中的系统工程问题研究 http://www.info.cims.edu.cn/organization/1101.htm
42 数字化制造是先进制造技术的核心技术 http://www.info.cims.edu.cn/organization/0901.htm
43 王章豹，刘光复，王厚宽．1999发达国家先进制造技术发展趋势述要 http://www.info.cims.edu.cn/organization/011001.htm
44 孙家广．先进制造与自动化技术发展战略的思考 http://www.info.cims.edu.cn/organization/0205.htm
45 Peter Zelinski. 面向扩展的DNC. Modern Machine Shop http://www.industrysourcing.com/artiles/S-MW/0209/cutting1.htm
46 熊有伦，吴波，丁汉．新一代制造系统理论及建模．中国机械工程．2000，11：49～52